(57)【要約】【課題】  多値記録において、隣接するセルの熱干渉を抑制し、再生信号の誤差を低減させることを目的とする。【解決手段】  レベル０の情報を記録する際でも消去パワーより大きく、且つ、情報ピットの形成が行なわれないパワーのレーザ光を照射する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラックを備えた光学的情報記録媒体に対して、前記トラック上に設けられた仮想的な一定間隔のセルに半導体レーザを照射して、トラック方向に情報ピットの幅、或いは、情報ピットの面積を変えることにより、再生信号の振幅を多段階にして、０レベルを含んだｎレベルの多値情報を記録再生する光学的情報記録再生装置において、
前記レベル０の情報を記録する際には、
前記情報ピットを消去するための消去パワーよりも大きく、かつ情報ピットが形成されないパワーのレーザ光を照射することを特徴とする光学的情報記録再生装置。
【請求項２】
前記パワーは、前記情報ピットを記録するための記録パワー以下であることを特徴とする請求項１記載の光学的情報記録再生装置。
【請求項３】
トラックを備えた光学的情報記録媒体に対して、前記トラック上に設けられた仮想的な一定間隔のセルに半導体レーザを照射して、トラック方向に情報ピットの幅、或いは、情報ピットの面積を変えることにより、再生信号の振幅を多段階にして、０レベルを含んだｎレベルの多値情報を記録再生する光学的情報記録再生方法において、
前記レベル０の情報を記録する際には、前記情報ピットを消去するための消去パワーよりも大きく、かつ前記情報ピットが形成されないパワーのレーザ光を照射することを特徴とする光学的情報記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報ピットのレベルを３値以上の値を用いて記録或いは再生を行う、多値情報を記録または／かつ再生する光学的情報記録再生装置及び方法であり、特に、記録の際の熱干渉を平均化し、その影響を低減するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光メモリ産業は拡大しつつあり、再生専用のＣＤやＤＶＤから、金属薄膜や色素系記録材料を用いた追記型、更には、光磁気材料や相変化材料を用いた書換え型まで開発され、その応用も民生からコンピュータの外部メモリへと拡大している。
【０００３】
そして、更に記録容量の高密度化の研究開発が進められており、情報の記録再生に関わる光スポットを微小化する技術として、光源の波長は赤色（６５０ｎｍ）から、青紫色（４０５ｎｍ）になりつつある。また、対物レンズの開口数も０．６や０．６５から０．８５へと高められようとしている。また、一方では、同じ光スポットの大きさを用いて、より効率のよい多値記録再生の技術も提案されている。
【０００４】
例えば、本願発明者は、多値記録再生技術の方式として、特開平５−１２８５３０号公報を提案している。その特徴の一つは、光学的情報記録媒体の情報トラック上に、情報ピットのトラック方向の幅と、その情報ピットの再生用光スポットに対するトッラク方向のシフト量の組み合せによって、多値情報を記録する記録方法ある。そして二つ目の特徴は、その多値記録した情報ピットを再生する際、予め学習しておいた検出信号と光スポットから得られた検出信号との相関より多値情報を再生する再生方法である（特許文献１）。
【０００５】
また、光ディスク分野の研究における国際学会のＩＳＯＭ２００３において、Ｗｒｉｔｅ−ｏｎｃｅ  Ｄｉｓｋｓ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉ−ｌｅｖｅｌ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ（予稿集Ｆｒ−Ｐｏ−０４）が報告されている。これによると、青紫色の光源（４０５ｎｍ）とＮＡ０．６５の光学系とトラックピッチが０．４６μｍの光ディスクが用いられている。その光ディスク上に、仮想的に設けた一つの情報ピットを記録する領域（以下、セルと記述する）のトラック方向の幅を０．２６μｍとし、８レベルの多値記録再生を行った発表がなされている（非特許文献１）。
【０００６】
８レベルの情報ピットの選択は、例えば、図１０に示すようにセルのトラック方向（図中Ａ方向）の幅を１６等分し（１６チャンネルビット）、レベル０を何も情報ピットを記録しない。レベル１を２チャンネルビットの幅。レベル２を４チャンネルビットの幅。レベル３を６チャンネルビットの幅。レベル４を８チャンネルビットの幅。レベル５を１０チャンネルビットの幅。レベル６を１２チャンネルビットの幅。レベル７を１４チャンネルビットの幅とする。
【０００７】
図１１（ａ）は、光ディスク上のトラック１４に対して、ランダムな情報ピット１５を記録した時の模式図と、光スポット１６の関係を示す。例えば、記録消去可能な記録材料として相変化材を利用することにする。この場合、光ディスクに光スポット１６を照射し、記録パルス、消去パルス、冷却パルスのそれぞれの光量とタイミングを調整することにより、情報ピットの形状を変化させ、複数の再生レベルの情報ピットが形成される。図１１では便宜上、矩形の情報ピットとして示している。
【０００８】
また、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の情報を記録する際の半導体レーザの駆動波形、いわゆる記録ストラテジーを示している。Ｐｗは記録パワー、Ｐｅは消去パワー、Ｐｃはクーリングパワーを示している。ここでは、記録パワーのパルス幅を一定にして、記録する情報ピットの大きさに対してクーリングパワーのパルス幅を変えることによる記録ストラテジーを示している。（例えば、特開２００２−２４５６２６号公報：特許文献２）。
【０００９】
他にも、記録パルス幅を相対的に変化させるものや、それぞれのパワーを変化させるものなどがあるが、どのストラテジーにおいても、情報ピットを記録しないレベルに（図中では、０レベルに相当）対しては、記録パワーを照射していない。
【００１０】
情報の再生は、記録された情報ピットを光スポットにより走査し、その反射光量を光検出器で受光する。そして、光スポットの中心が、セルのトラック方向の幅の中央に来た時のタイミングでサンプリングすることで行う。各レベルに対する再生信号の振幅は図１２のような分布が得られる。
【００１１】
ここで、情報ピットが何も書かれていないレベル０が続く時の、再生信号の振幅の大きさを『１』、レベル７の情報ピットが連続して記録されている時の再生信号の振幅の大きさを『０』として規格化している。
【００１２】
各レベルに対応する再生信号の値が幅を持つのは、注目している情報ピットの前後に書かれている情報ピットからの影響（符号間干渉）を受けるからである。図１２のように隣のレベルと再生信号の振幅分布が重なっていると、固定した閾値では分離検出できない。
【００１３】
一般には、この再生信号に光学系の伝達関数から得られる係数を用いた波形等化の処理を施し、符号間干渉の影響を取り除く。それによって、各レベルの分布は分離し、固定の閾値で検出することが可能となる。
【特許文献１】特開平５−１２８５３０号公報
【特許文献２】特開２００２−２４５６２６号公報
【非特許文献１】ＩＳＯＭ２００３（Ｗｒｉｔｅ−ｏｎｃｅ  Ｄｉｓｋｓ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉ−ｌｅｖｅｌ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ：予稿集Ｆｒ−Ｐｏ−０４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
更に高密度化を考え、光源を青紫色（４０５ｎｍ）、対物レンズのＮＡを０．８５とした光学系を用いて、３０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２以上の密度を狙おうとすると、８レベルの情報ピットを用いた場合、セル長は２００ｎｍ以下にしなければならない可能性がある。
【００１５】
セル長が短くなるにつれて、隣接するセルでは、符号間干渉の他に、記録の際の熱の影響、いわゆる熱干渉が生じ、情報ピットの大きさが、前後の記録される情報ピットの大きさに従って、大きくなったり小さくなったりする。また、その中心位置も、前後に記録される情報ピットの大きさによって前後にずれ、再生信号に誤差を生じるという問題があった。
【００１６】
熱干渉は、情報ピットを記録する際に照射される光のパワーの大きさや、照射時間の差に起因する。このことから考えると、一番大きな情報ピットを記録する７レベルと何も情報ピットを記録しない０レベルとの間の熱の差が一番大きい。特に、従来では、図１１（ｂ）で示したように、０レベルは他と違い、記録パワーを照射しないために、他との温度差が著しく大きく、熱干渉を引き起こしやすいという問題があった。
【００１７】
そこで、本発明は、隣接するセルの熱干渉を低減させ、再生信号の誤差を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上記目的を達成するため、以下を提供する。
【００１９】
トラックを備えた光学的情報記録媒体に対して、前記トラック上に設けられた仮想的な一定間隔のセルに半導体レーザを照射して、トラック方向に情報ピットの幅、或いは、情報ピットの面積を変えることにより、再生信号の振幅を多段階にして、０レベルを含んだｎレベルの多値情報を記録再生する光学的情報記録再生装置において、
前記レベル０の情報を記録する際には、
前記情報ピットを消去するための消去パワーよりも大きく、かつ情報ピットが形成されないパワーのレーザ光を照射することを特徴とする光学的情報記録再生装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、多値情報を記録する際に、何も情報ピットを記録しない場合もレーザ光を照射しているため、他の情報ピットを記録した時との熱の差を低減でき、熱干渉の度合いを平均化できる。これにより記録された情報ピットを再生した時の再生振幅に対する誤差を軽減でき再生品位を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明による光学的情報記録再生装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【００２３】
光学的情報記録再生装置１は、制御回路２、スピンドルモータ３、光ディスク４、光ヘッド５、光ヘッド制御回路６、情報記録回路７、情報再生回路８、スピンドルモータコントローラ９及びインターフェースコントローラ１０を有する。
【００２４】
制御回路２は、外部のコンピュータ等の情報処理装置との情報の送受信を制御し、光ディスク４に対する情報の記録や再生を情報記録回路７と情報再生回路８を用いて制御し、また、その他の稼働部を制御する。情報記録回路７は後述するように多値情報に従った記録ストラテジーにより情報ピットの記録を行い、情報再生回路８は多値情報の再生を行う。
【００２５】
スピンドルモータ３は、スピンドルモータコントローラ９により制御され、光ディスク４を回転駆動する。光ディスク４は、不図示の機構により光学的情報記録再生装置１に対して挿入または排出される光学的情報記録媒体である。
【００２６】
光ヘッド５は、光ディスク４に光学的に情報を記録し、再生する。光ヘッド５に関しては、例えば、光源の波長を４０５ｎｍ、対物レンズの開口数を０．８５とすると、光スポットの大きさは、およそ０．４０５μｍとなる。光ディスク４のトラックピッチは０．３２μｍとする。光ヘッド制御回路６は光ヘッド５による光スポットの位置を制御するものであり、オートトラッキング制御、シーク動作の制御、オートフォーカシング制御を行う。
【００２７】
本発明の光学的情報記録再生装置に用いる多値情報ピットは、図１０で示したレベルの違いによって、トラック方向（図中Ａ方向）の幅を変えて記録するものとする。
【００２８】
本実施形態では光スポットの大きさは約０．４０５μｍ、光ディスクのトラックピッチ０．３２μｍとしているので、セルの幅を約０．２μｍにすると、面密度約３０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２が達成できる。そこで、ここでは、セルの幅を０．２μｍとして説明を続ける。
【００２９】
この場合、最短の情報ピット（レベル１）の幅は２５ｎｍとなり、以下順に、レベル２が５０ｎｍ、レベル３が７５ｎｍ、レベル４が１００ｎｍ、レベル５が１２５ｎｍ、レベル６が１５０ｎｍ、レベル７が１７５ｎｍとなっている。レベル０は何も記録しない状態とする。
【００３０】
本方式は、８値記録であり、一つのセルに３ビットを記録することができる。例えば、３ビットの情報に対して、（０，０，０）は０レベル。（０，０，１）は１レベル。（０，１，０）は２レベル。（０，１，１）は３レベル。（１，０，０）は４レベル。（１，０，１）は５レベル。（１，１，０）は６レベル。（１，１，１）は７レベルに対応させるものとする。もちろん、他の対応方式でもよい。
【００３１】
光ディスク４として、ここでは相変化媒体を例にとって説明する。図２は情報ピットを記録する際の半導体レーザの駆動波形の一例を示す。図２（ａ）は２００ｎｍのセルを５６等分し、照射するパワーの大きさを示しており、１は消去パルスを２は記録パルスを０はクーリングパルスを示している。図２（ｂ）は図２（ａ）に従い、半導体レーザに送られる駆動波形を示す。Ｐｗは記録パワーを、Ｐｅは消去パワーを、Ｐｃはクーリングパワーを示す。
【００３２】
ここでは、３値の記録ストラテジーで説明する。図３は、図２のストラテジーによって、情報ピットの形成される様子を説明するものである。一定の時間記録パワーが照射されると、図３の（ａ）に示すように、照射された時間に応じて１１の楕円形状の領域が昇温し、相変化材料が融解する。
【００３３】
相変化材料では、融解した状態から、温度が下がる過程によって、アモルファス状態と結晶状態に相が分かれる。つまり、急冷過程では、アモルファス状態となり、徐冷過程では結晶状態になる。アモルファス状態と結晶状態では反射率に差があり、光スポットを照射走査することで、光量の変動としてその違いを検出できる。
【００３４】
急冷過程は、記録パワーを照射した後、クーリングパワーを照射すると生じる。一方、徐冷過程は、消去パワーを照射すると生じる。
【００３５】
図３（ａ）の状態で、クーリングパワーを照射する時間を十分に取れば、情報ピットの形状は、１１の形状のように楕円となるが、これでは、大きな情報ピットとなり、高密度化が行えない。そこで、ここでは、消去パルスを早めに照射し、出来上がりつつある情報ピットの後ろの部分を徐冷過程にして、結晶化する。
【００３６】
図２の、クーリングパワーのパルスの大きさに応じて、図３の（ｂ）の１２のように、消去パルスによる昇温部分が、先の記録パルスによる昇温部分１１に重なる。両者の熱干渉により、情報ピットの後方エッジで急冷過程が徐冷過程に変えられ、結果的に（ｃ）で示すような矢尻型をしたアモルファス部分が残る。これが情報ピットとなる。この記録方式によって、光スポットよりも小さな情報ピットが精度良く記録することが出来る。
【００３７】
この説明に従えば、さらに、クーリングパワーの照射時間を縮めれば、記録パワーを照射したにも関わらず、急冷過程の部分が無くなり、情報ピットが記録されないことが考えられる。
【００３８】
図４は本発明に用いる、０レベルから、７レベルの８値に対応する記録ストラテジーを示したものである。１は消去パワー、２は記録パワー、０はクーリングパワーである。従来と異なる点は、情報ピットを記録しない０レベルにおいても、記録パワーを照射する点である。これによって、各セルで、均等に記録パワーが照射され、前後に０レベルがあっても、熱干渉の影響が平均化され、その他のレベルであった場合と同等になる。
【００３９】
図５は従来の０レベルでは記録パワーを照射しない場合の記録ストラテジーを示しており、この両者を用いて、記録再生実験を行い、熱干渉の度合いが緩和されたことを示す。
【００４０】
記録条件は次の通りである。記録線速度４．９ｍ／ｓ。記録パワー５．３４ｍＷ、消去パワー３．６ｍＷ、クーリングパワー０．１ｍＷ。光ディスクは相変化媒体のものを用いた。
【００４１】
まず、０レベルから７レベルまで、連続４セルずつ記録した結果を図６と、図７に示す。図６は従来の図５の記録ストラテジーを用いて記録したものである。図７は本発明の図４の記録ストラテジーを用いて記録したものである。図６と図７には差が無く、記録パワーを照射しているが、情報ピットが記録されていないことが分かる。つまり、０レベルの再生振幅は記録パワーを照射したものでも変わらない。
【００４２】
次に熱干渉のようすを調べる記録再生実験をした。
【００４３】
図８は図５の従来の記録ストラテジーを用いて行ったものである。図８（ａ）はトリガーマークの後ろに、｛０、０，０，０、０、３、０、０、０、０｝レベルの列を記録したものの再生信号をオシロで見たものである。つまり、３レベルの孤立情報ピットを記録したもので、そのピークの位置（縦の点線で示される位置）が３レベルの孤立情報ピットを記録したセルの中央である。
【００４４】
図８（ｂ）は、｛０、０，０，０、１、３、０、０、０、０｝、｛０、０，０，０、２、３、０、０、０、０｝、｛０、０，０，０、３、３、０、０、０、０｝、｛０、０，０，０、４、３、０、０、０、０｝、｛０、０，０，０、５、３、０、０、０、０｝、｛０、０，０，０、６、３、０、０、０、０｝、｛０、０，０，０、７、３、０、０、０、０｝の７種類のレベルの列を記録し、オシロ上でその振幅を重ねたものである。
【００４５】
（０、３）という組合わせを除いた全ての組合わせを記録した場合、セル中央での検出振幅の幅はオシロ上のスケールで２１．５ｍＶの広がりとなる。これは符号間干渉と熱干渉の両者の影響によるものである。
【００４６】
（ｃ）は、（ｂ）の信号に｛０、０，０，０、０、３、０、０、０、０｝のレベル列を加えたものである。セル中央での検出信号の幅はオシロ上のスケールで２８．５ｍＶとさらに広がった。（０、３）レベルの組み合わせだけで、７ｍＶ広がったことになる。
【００４７】
一方は、図９は、図４の本発明の記録ストラテジーを用いて行ったものである。同様に、（ａ）はトリガーマークの後ろに、｛０、０，０，０、０、３、０、０、０、０｝レベルの列を記録したものの再生信号をオシロで見たものである。
【００４８】
（ｂ）は、｛０、０，０，０、１、３、０、０、０、０｝、｛０、０，０，０、２、３、０、０、０、０｝、｛０、０，０，０、３、３、０、０、０、０｝、｛０、０，０，０、４、３、０、０、０、０｝、｛０、０，０，０、５、３、０、０、０、０｝、｛０、０，０，０、６、３、０、０、０、０｝、｛０、０，０，０、７、３、０、０、０、０｝の７種類のレベルの列を記録し、オシロ上でその振幅を重ねたものである。
【００４９】
（０、３）という組合わせを除いた全ての組合わせを記録した場合、セル中央での検出振幅の幅はオシロ上のスケールで２１．５ｍＶの広がりとなる。これは図８と同様に符号間干渉と熱干渉の両者の影響によるものであり、その影響度合いも同様だった。
【００５０】
これにさらに（ｃ）に示すように｛０、０，０，０、０、３、０、０、０、０｝のレベル列を加えると、セル中央での検出信号の幅はオシロ上のスケールで２２．５ｍＶとなった。（０、３）レベルの組み合わせだけの広がりは１ｍＶであり、図８の場合の７ｍＶに比べ改善されていることが分かる。
【００５１】
以上説明したように、情報ピットの幅、または、情報ピットの面積が０の場合のレベルにおいても、情報ピットが記録されない条件下で記録パワーを照射することで、熱干渉の度合いが平均化され、再生の品位を向上させられることを示した。
【００５２】
図４の例では、０レベルの記録ストラテジーを記録パワーのパルス幅の個数（２の数）を７個、クーリングパワーのパルス幅の個数（０の数）を２個として説明した。しかし、０レベルの情報ピットが記録されない条件であれば、その個数が変わっても、本提案の本質は変わらない。また、クーリングパワーの個数が０であっても同様の結果が得られる。
【００５３】
なお、０レベルの情報ピットを記録する際に照射するレーザ光のパワーは記録パワーでなくても良い。すなわち、消去パワーより大きく、情報ピットが形成されないパワーであれば、熱干渉の影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る光学的情報記録再生装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る情報ピットを記録する際の記録ストラテジーを説明する図。
【図３】本発明に係る情報ピットが媒体上に形成されるようすを説明する図。
【図４】本発明の記録ストラテジーの一例。
【図５】本発明の記録ストラテジーの効果を比較するための従来の記録ストラテジー。
【図６】従来の記録ストラテジーを用いて連続した各レベルの記録マークを記録し、再生した際の再生波形。
【図７】本発明の記録ストラテジーを用いて連続した各レベルの記録マークを記録し、再生した際の再生波形。
【図８】従来の記録ストラテジーを用いた場合の熱干渉のようすを説明する再生波形。
【図９】本発明の記録ストラテジーを用いた場合の熱干渉のようすを説明する再生波形。
【図１０】多値情報ピットのレベルの違いによるトラック方向の幅を説明する図。
【図１１】従来の記録ストラテジーとそれによる多値情報ピットの記録されたようすを説明する模式図。
【図１２】従来のセル中央値の振幅分布を説明する図。
【符号の説明】
【００５５】
１  光学的情報記録再生装置
２  制御回路
３  スピンドルモータ
４  光ディスク
５  光ヘッド
６  光ヘッド制御回路
７  情報記録回路
８  情報再生回路
９  スピンドルモータコントローラ
１０  インターフェースコントローラ
１４  トラック、
１５  情報ピット
１６  光スポット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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